工程材料过控5金属材料的主要性能幻灯片.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * 由于碳的影响最为明显，其他元素的影响可折合成碳的影响。 碳钢及低合金结构钢的碳当量经验公式： w=w(C)+1/6[w(Mn)]+1/5[w(Cr)+w(Mo)+w(V)] +1/15[w(Ni)+w(Cu)] 根据经验： 当w0.4%~0.6%时，钢的焊接性良好，应考虑预热。 当w=0.4%~0.6%时，焊接性相对较差。 当w0.4%~0.6%时，焊接性很不好，必须预热到较高温度。 * 焊接性能 * 冷裂纹敏感指数：Pcm Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B 使用化学成分范围（质量分数）：C=0.07-0.22%,Si=0-0.6%,Mn=0.4-1.4%,Cu=0-0.5%,Ni=0-1.2%,Cr=0-1.2%,Mo=0-0.7%,V=0-0.12%,Nb=0-0.04%,Ti=0-0.05%,B=0-0.005%. 焊接性能 冷裂纹敏感性Pw Pw=Pcm+[H]/60+h/600或Pw=Pcm+[H]/60+R/40000 [H]:熔敷金属中扩散氢含量（ml/100g） R:焊缝拉伸拘束度 h:板厚（mm） 当Pw0时，即有产生裂纹的可能性。 适用条件：扩散氢含量[H]=(1-5)ml/100g，h=19-50mm，线能量为17-30kJ/cm. * 常见的焊接缺陷 铸造性能 是指金属材料是否适于铸造及所铸构件质量的好坏。 金属材料的铸造性能包括流动性、收缩性和偏析等方面。 流动性 是指液态金属充满铸模的能力，流动性愈好，愈易铸造细薄精致的铸件； 收缩性 是指铸件凝固时体积收缩的程度，收缩愈小，铸件凝固时变形愈小； 偏析 是指化学成分不均匀，偏析愈严重，铸件各部位的性能愈不均匀，铸件可靠性愈小。 工艺性能 * 压力加工性能 在冷或热状态的压力作用下，材料产生塑性变形的能力。 压力加工是使材料产生塑性变形的加工方法。变形量小可用冷加工，变形量大要用热加工。 既要有足够的塑性变形能力，又不能产生不允许的塑性裂纹。 压力加工性能要包括有必需的固态活动性，较低的对模具壁的摩擦阻力，强的抵抗氧化氧化起皮及热裂能力，低的冷作硬化及皱折、开裂倾向等。 压力加工性能，常用塑性和变形抗力来综合衡量。 工艺性能 * 切削加工性能 切削加工金属材料的难易程度。一般由工件切削后的表面粗糙度及刀具寿命等方面来衡量。。 影响切削加工性能的因素 主要有工件的化学成分、金相组织、物理性能、力学性能等。 通常用以下四个指标来综合评定：切削时的切削抗力、刀具的使用寿命、切削后的表面粗糙度及断屑情况。 硬度在170~230HBW，并有足够脆性的金属材料，其切削加工性良好；硬度和韧性过低或过高，切削加工性均不理想。 工艺性能 * 物理性能 金属材料的物理性能主要有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。 机器零件的用途不同，对材料物理性能的要求也不同。 金属材料的物理性能对热加工工艺也有一定的影响。 材料的物理性能也是过程装备选材要考虑的。 过程装备用材要考虑的物理性能参数通常是弹性模量、密度、熔点、比热容、导热系数、线膨胀系数等。 金属材料的物理与耐腐蚀性能 * 耐腐蚀性能 金属材料的化学性能 主要指其在常温或高温时，抵抗各种活性介质侵蚀的能力，如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。 腐蚀 金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏。 耐腐蚀性能 是材料在使用工艺条件下抵抗腐蚀性介质侵蚀的能力。 金属材料的物理与耐腐蚀性能 * 金属腐蚀的分类 3.按腐蚀环境金属腐蚀可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、电解质腐蚀、熔融盐中腐蚀以及高温气体腐蚀等。 1.按腐蚀机理金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解三大类。 金属腐蚀的类型及产生原因 2.按破坏的特征金属腐蚀可分为全面腐蚀、局部腐蚀。 耐腐蚀性能 按腐蚀机理分为 （1）化学腐蚀：金属与环境介质中的氧化剂直接发生氧化反应而引起的腐蚀。 例 （2）电化学腐蚀：金属表面与电解质水溶液或熔盐所形成局部电池所产生的腐蚀。 (3)物理腐蚀：指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的损失。如熔盐、熔碱、液态金属中均可发生。 耐腐蚀性能 金属腐蚀程度的表示方法 根据腐蚀破坏形式的不同，对金属腐蚀程度的大小有各种不同的评定方法。对于全面腐蚀来说，通常用平均腐蚀速度 来衡量。腐蚀速度可用质量指标腐蚀速率和深度指标腐蚀速率。 质量指标腐蚀速率：该方法是把金属腐蚀后的质量变化换算成单位面积与单位